Вивчення напівпровідників (Лабораторна робота № 6), страница 3

Методика експерименту.

Мал.5

Схема для дослідження  переходу показана на мал. 5. Стала напруга змінюється в межах від 0 до 8 В і вимірюється вольтметром. Мікроамперметр з широкими межами вимірювання використовується для вимірювання як прямих, так і зворотних струмів. У роботі використовується світлодіод VD1 і германієвий діод VD2. При проходженні прямого струму світлодіод VD1 випромінює світло. В роботі досліджується його вольтамперна характеристика при прямому та зворотному включенні. Ємність  переходу визначається для діода VD2. Для цього використовується конденсатор з ємністю , генератор звукової частоти, осцилограф.

VD1

Виконання роботи.

1.  Дослідити  перехід з світлодіодом VD1 при прямому включенні діода. Зібрати схему згідно мал.6.

Мал.6.

U

Ввімкнути джерело сталої напруги і змінюючи напругу через 1 В від 0 до 8 В виміряти силу струму в колі. Вимкнути джерело сталої напруги. Використовуючи отримані дані, підрахувати напругу  на  переході по формулі

,                                                                (3)

де  - вхідна напруга,  - напруга на резисторі , який здійснює обмеження прямого струму через діод.

Знайти прямий опір  переходу  для всіх значень вхідної напруги за формулою:

                                                          (4)

Побудувати графіки залежностей  та .

2.   Дослідити  перехід з світлодіодом VD1 при зворотному включенні діода. Зібрати схему згідно мал.7.

Мал.7

 

U

Ввімкнути джерело сталої напруги і, змінюючи напругу через 1 В від 0 до 10 В, виміряти силу струму в колі. Вимкнути джерело сталої напруги. Розібрати схему. Використовуючи отримані дані знайти значення зворотного опору  переходу  для всіх значень вхідної напруги. Так як , то

                                                              (5)

Побудувати графіки залежностей  та . По графікам підрахувати коефіцієнт передачі струму  при |.

3.   Дослідити  перехід з діодом VD2 як випрямлячем змінного струму. Зібрати схему згідно мал.9 і за допомогою осцилографа спостерігати односторонню провідність  переходу.

         VD2

Г - генератор, N - осцилограф.

Контрольні запитання.

1.  Що таке валентна зона, зона провідності та заборонена зона ?

2.  Що таке напівпровідники - та -типу ?

3.  Що таке власна, акцепторна та донорна провідність?

4.  Якою статистикою описуються електрони в напівпровіднику ?

5.  Що таке дірки та якою статистикою вони описуються ?

6.  Що таке фермієвська енергія в напівпровіднику ?

7.  Як фермієвська енергія зв’язана з хімічним потенціалом ?

8.  Коли і чому  перехід має ємність ? Як можна її виміряти ?

9.  Від чого залежить ширина  переходу ? Як можна її виміряти ?